JP5108390B2 - キー切削装置 - Google Patents

Description

本出願は、２００１年３月２６日に出願された米国仮出願番号６０／２７８，４３２号の利益を請求する。その内容は、参照により、本明細書に組み込まれる。

本発明は、概して、キー切削装置に関する。より詳しくは、本発明は、改善された整列、クランプ及び切削の諸機構を有する、キーブランク上の切削パターンを切削するためのキー切削装置に関する。

キー複製システムでは、複製されるべき元のキーをトレースすることによって、又は、コードを使用することにより即ちデータベースから切削パターンを取り出すことによって、ブランクキーにおける切削をパターン化する。前者の型式は、消費者のアウトレットにおいてより広く行き渡っており、後者は、例えば自動車ディーラー及びレンタル代理業等のビジネス分野で、より広く行き渡っている。

しかし、トレース式及びコード式の切削キー複製システムでは、正確にキーを切削するための能力を維持するため、精密な整列及びクランプ機構が必要とされる。これらの問題は、自動車産業でより一般的である、両側部形成キーを使用するとき、より困難となる。

米国特許番号５，６７６，５０４号で説明されたキー切削装置は、キーの適切な整列及びクランプのための必要性に取り組むため、１組のカセットを利用している。これらのカセットは、キー切削装置のカセット受け取り開口に選択的に挿入され、キー切削装置がキーブランク上で切削パターンを切り取っている間に、位置整列機能及びクランプ機能の両方を提供することができる。‘５０４号特許に記載されたキー切削装置は、オペレータが、異なるキーブランク及び異なる切削パターンに対して異なるカセットを選択することを要求している。

かくして、キー、特に両側部形成キーを容易に整列させ、クランプする改善されたキー複製システムが当該技術分野において必要とされている。又、そのような装置により示される空間を減少させると共に、容易に移送することができる小さい「フットプリント」を備えた装置も必要とされている。斯かる装置は、切削ミスが低レベルな状態で、多様な性質を持つキーを正確に切削することができなければならない。

本発明は、改善されたキー切削装置に関する。本発明の利点及び目的は、以下に続く説明に部分的に記載され、該説明から部分的に明らかとなり、或いは、本発明のプラクティスにより学ぶことができるであろう。本発明の利点及び目的は、請求の範囲で特に指摘された構成要素及び組み合わせにより理解され、達成されるであろう。

本発明によれば、キーブランク上の切削パターンを切削するためのキー切削装置は、長さ方向に挿入されたキーブランクを受け入れるように形成された前端部と、頂部フレームとベースを備えるハウジングと、ハウジングのベースに支持されることなく、ハウジングの頂部フレームの下方に吊り下げられた一対の切削ヘッドとを備えている。一対の切削ヘッドは、キーブランクの挿入方向に対して平行な長さ方向に、頂部フレームとベースに対して一斉に移動可能である。切削ヘッドの各々は、キーブランクの挿入方向に対して平行な長さ方向に対して垂直である側面方向にのみ各切削ヘッドを能動的に移動させるため、該切削ヘッドに接続される装置と、キーブランク上に切削パターンを切削するため回転可能である切削車輪とを備えている。

本発明の追加の目的及び利点は、以下に続く説明に部分的に記載され、この説明から部分的に明らかとなり、或いは、本発明のプラクティスによって学ぶことができるであろう。本発明の目的及び利点は、添付図面で特に指摘された、構成要素及び組み合わせの手段により、理解され、達成されよう。

前記した一般的な説明及び次の詳細な説明の両方は、一例としての説明に過ぎず、請求された本発明を限定するものではないことを理解するべきである。
本明細書に組み込まれて、その一部分を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示しており、その説明と共に、本発明の原理を説明する上で役立つ。

以下、添付図面に示された例を参照して、本発明の現在のところ好ましい実施形態を詳細に説明する。可能ならば、同じ参照番号は、同様の構成部品を指すために図面を通して使用される。本発明のキー切削装置の一例としての実施形態は、全体として参照番号２０により指示される。

図１、２及び１５に示されるように、キー切削装置２０は、一対の側部フレーム２６により指示された頂部フレーム２４を有するハウジングを備えている。一対のサスペンションブロック３０が頂部フレーム２４の前部に接続され、一対のサスペンションブロック３０が頂部フレーム２４の後部に接続される。各々のサスペンションブロック３０は、ガイドレイル３４を受け入れて、これを保持するため開口３２を備えている。

ベアリング支持部３８により各々支持されている一対のリニアベアリング３６は、夫々のガイドレイル３４上に摺動可能に取り付けられている（図５、１６、１７）。ベアリング支持部３８は、その頂部でキャリッジ即ちサスペンションブラケット４０に取り付けられている。

一対の切削ヘッド２８が、サスペンションブラケット４０の頂部４２から吊り下げられている。各々の切削ヘッド２８は、キーブランク３３上の切削パターンを切削するため駆動モーター３１により回転される切削車輪２９を備えている。

上述されたように、切削ヘッド２８は、リニアベアリング３６の下方に吊り下げられている。その結果、リニアベアリング３６又はキー切削装置２０の他の任意の可動部品に切削チップが落ちて汚染する可能性が減少される。加えて、サスペンションブラケット４０の頂部４２は、切削チップがリニアベアリング３６に到達することを防止し、これによって汚染の可能性を更に減少させる。その上、駆動モーター３１は、切削チップの大部分をキー切削装置２０のベース２３に差し向けてリニアベアリング３６及び他の切削部品から引き離すため、参照番号３５によって指し示された方向に切削車輪２９を回転させるのが好ましい。ベース２３は、切削チップが通って落ちるための開口２１（図５及び図１５〜図１８）を備えている。トレイ（図示せず）が切削チップを収集するため開口２１の下方に配置されていてもよい。

上記したように、両方の切削ヘッド２８は、サスペンションブラケット４０の頂部から吊り下げられている。換言すれば、サスペンションブラケット４０の頂部４２は、両方の切削ヘッド２８に共通している。従って、サスペンションブラケット４０が参照番号４６（図２、図４及び図１７）により指し示された長さ方向にガイドレイル３４に沿って移動するとき、両方の切削ヘッド２８は、サスペンションブラケット４０と一斉に長さ方向に移動する。

ステッパーモーター４８は切削ヘッド２８の長さ方向に移動を制御する。図４及び図１５に示されるように、ステッパーモーター４８は、頂部フレーム２４から吊り下げられている。ねじ切りシャフト５０は、ステッパーモーター４８を通って延在し、その一方の端部は、サスペンションブラケット４０の頂部４２の上側表面に支持されたブロック５４に接続されている。図４に示されたように、ピン５２は、ねじ切りシャフト５０をブロック５４に接続する。ステッパーモーター４８のモーターアーマチャー４８が第１の方向に回転するとき、ねじ切りシャフト５０は、キー切削装置２０の後方に向かって移動し、それと共にサスペンションブラケット４０を運搬する。その結果、両方の切削ヘッド２８は、キー切削装置２０の後方に向かって一斉に長さ方向に移動する。同様に、両方の切削ヘッド２８は、ステッパーモーター４のモーターアーマチャーが、第１の方向とは反対の第２の方向に回転するとき、キー切削装置２０の前部に向かって一斉に移動する。

両方の切削ヘッド２８が一斉に長さ方向に移動する間、それらの側面方向の運動は、独立に制御される。図２、４、５、６及び１７に示されるように、各々の切削ヘッド２８は、その頂部表面から突出している、鳩尾形状の突起７２を有する。各々の切削ヘッド２８の鳩尾形状の突起７２は、サスペンションブラケット４０の頂部４２から吊り下げられたブロック７０内に形成された、対応する形状の溝７４と摺接可能に係合する。なお、図５は、以下でより詳細に説明される先端係止機構を示すため、サスペンションブロック４０の頂部４２を省略している。

鳩尾形状の突起７２及び溝７４に加えて、本発明は、突起７２及び溝７４に対して異なる形状を使用することも考えられる。その上、切削ヘッド２８及びブロック７０に各々設けられた突起７２及び溝７４の代わりに、本発明は、切削ヘッド２８上で溝７４、ブロック７０上で対応する溝７２を使用することも考えられる。

各々の切削ヘッド２８を参照番号６６（図１）によって指し示された側面方向に移動させるため、ステッパーモーター６０がサスペンションブラケット４０の各側部４４に取り付けられる。従って、ステッパーモーター６０は、図２の矢印４６により指し示されたように、サスペンションブラケット４０と共に長さ方向に移動する。ねじ切りシャフト６２（図７及び図１４）は、サスペンションブラケット４０の側部４４を通って延在し、各切削ヘッド２８の前部表面から突出するブロック６４に接続されている。ねじ切りシャフト５０と同様に、ねじ切りシャフト６２は、ステッパーモーター６０のモーターアーマチャー（図示せず）が第１及び第２の方向に回転するとき直線的に移動する。ブロック６４への接続により、ねじ切りシャフト６２は、切削ヘッド２８を押し又は引きする。ねじ切りシャフト６２の直線的移動に応答して、切削ヘッド２８は、鳩尾形状の突起７２を溝７４内で摺動させることによって移動する。

切削ヘッド２８がキーブランク３３上の所望の切削パターンを切削するため、長さ方向及び側面方向に移動する間、クランプ機構８０は、キーブランク３３を静止状態で保持する。クランプ機構８０は、下側クランプ即ちアンビル８２と、上側クランプ８４と、を備えている。アンビル８２は、ベース２３上に支持されており、図６に示されたように、その頂部上に形成された凹部８６を備えている。アンビル８２は、その頂部から頂部フレーム２４に向かって突出する一対のピン８８を更に備えている。上側クランプ８４は、ピン８８に対応して係合する一対の孔（図示せず）を備えている。上側クランプ８４は、アンビル８２に垂直に且つこれから離れる方向に移動することができる。ピン８８は、上側クランプ８４がほぼ垂直方向に移動することを確実にする。

図４、１１及び１８に示されるように、アンビル８２は、キーブランク３３のブレード部３５を支持するように構成された細長い部分８３を備えている。細長い部分８３は、凹部８６の後方にアンビル８２の側面中心のところの配置されている。細長い部分８３は、キーブランク３３のブレード部３５の長さ全体を支持するための長さ及びキーブランク３３のブレード部３５の幅よりも狭い幅を有している。細長い部分８３の頂部は、凹部８６の底部と共面上にある。同様に、上側クランプ８４は、キーブランク３３のブレード部３５に押圧するように構成された、対及びする細長い部分８５（図４及び図１８）を備えている。細長い部分８３及び８５は、切削車輪２９によりキーブランク３３に印加された回転てこ入れ作用（即ちトルク）を最小にするため、ブレード部３５の切削領域のための支持をなしている。クランプ機構８０は、キーブランク３３のハンドルと係合しないのが好ましい。このように、クランプは、プラスチック製の操作キーに関する場合と同様に、ハンドルの厚さがブレードの厚さと異なるキーを考慮する必要はない。

図１１に示されたように、凹部８６の底部８６及び細長い部分８３は、結合してＴ字形状の支持表面を形成する。同様にして、上側クランプ８４の底部表面９５（図１及び図１８）及び細長い部分８５は結合してＴ字形状の押圧表面を形成する。凹部８６の底部及び上側クランプ８４の底部表面９５は、キーブランク３３の胴部３９の全幅を支持し押圧するように形成されている。胴部３９の全幅を支持し押圧することによって、凹部８６の底部及び底部表面９５は、たとえ細長い部分８３及び８５が溝４１又は他の不均等なフライス削り表面と係合したとしても、キーブランク３３が傾くことを防止する。

上側クランプ８４を、アンビル８２に移動させたり、該アンビルから移動させたりするため、クランプ機構８０は、カム９０及びスプリング９２を利用している。図３、４、１５、１９及び２０に示されるように、クランプ機構８０は、頂部フレーム２４に固定された支持ブロック１００と、逆Ｔ字状に形成されたブロック９８と、を備えている。支持ブロック１００は、細長い凹部１０２と、該ブロックの頂部１０１を通って延在する孔１０４と、を備えている。ブロック９８は、その頂部９７から突出するピン９９を備えている。ブロック９８は、支持ブロック１００の細長い凹部１０２に配置されている。細長い凹部１０２の高さは、ブロック９８が支持ブロック１００の頂部１０１と、頂部フレーム２４の上側表面との間に垂直に移動可能であるように、ブロック９８の高さより大きい。支持ブロック１００の孔１０４を通って受け入れられたピン９９は、ブロック９８の垂直運動を案内する。

図３に示されたように、ブロック９８は、孔１０６を備えており、該孔は、該孔を通ってボルト９１を受け入れるように構成されている。ブロック９８の孔１０６を通って受け入れられたボルト９１は、頂部フレーム２４に固定されている。ブロック９８は、頂部フレーム２４内の孔９６を通って延在するクランプねじ９４に接続されている。それからクランプねじ９４は、上側クランプ８４に接続されている。ボルト９１により固定されたスプリング９２は、ブロック９８に、従ってクランプねじ９４に下方の偏倚力を印加する。スプリング力は、上側クランプ８４をアンビル８２に向かって閉位置に移動させるためブロック９８に作用する。キーブランク３３の厚さに応じて、閉位置にある上側クランプ８４の底部表面９５の正確な位置は、変動する。しかし、スプリング９２は、上側クランプ８４の底部表面９５の正確な位置に拘わらず、キーブランク３３を静止した状態に保持するために十分な下方の力を提供する。

スプリング９２の下方の偏倚力に打ち勝ち、上側クランプ８４を開位置に移動させるため、クランプ機構８０は、カム９０及びシャフト１１０を利用している。シャフト１１０は、支持ブロック１００の孔１１２及びブロック９８の孔１１４を通って頂部フレーム２４に平行に延在する。支持ブロック１００の孔１１２に取り付けられたベアリング１１６は、シャフト１１０を回転可能に支持する。シャフト１１０は、ＤＣモーター１１８により回転される。ＤＣモーター１１８は、頂部フレーム２４から延在するブロック１２０に取り付けられ、カプラー１２４によりシャフト１１０に連結された回転シャフト１２２を備えている。

図９及び図１０に示されたように、カム９０は、シャフト１１０の偏心部分１１１に取り付けられ、シャフト１１０と共に回転する。カム９０は、カム９０の中心１２５がシャフト１１０の回転軸１２３からオフセットされるように、シャフト１１０の偏心部分１１１に押し込められている。従って、部分１３２は、部分１３０よりもシャフト１１０の回転軸１２３から離れて配置される。カム９０は、開口１１４の内側表面に対して移動するというよりも回転するように、ローラーベアリング１２７を備えるのが好ましい。ＤＣモーター１１８がシャフト１１０を図１０に示される開位置から図９に示される閉位置まで１８０度回転させるとき、カム９０の部分１３２は、開口１１４の上側表面から引き離される。スプリング９２により発揮される下方の偏倚力は、ブロック９８を頂部フレーム２４の上側表面に向かって移動させる。ブロック９８が頂部フレーム２４の上側表面に向かって移動するとき、それは、スプリング９２により発揮された下方の偏倚力をクランプねじ９４に伝達させる。クランプねじ９４は、スプリング９２により発揮された下方力を上側クランプ８４に伝達し、キーブランク３３を保持する。しかし、上述したように、上側クランプ８４の閉位置にあるときの底部表面９５の正確な位置は、キーブランク３３の厚さに依存している。下が手、上側クランプ８４が閉位置にあるとき、ブロック９８の底部表面及び頂部フレーム２４の上側表面との間に生じたギャップ１３３のサイズは、キーブランク３３の厚さに応じて変動する。

他方では、ＤＣモーター１１８がシャフト１１０を図９に示された閉位置から図１０に示された開位置まで１９０度回転させるとき、カム９０の部分１３２は、開口１１４の上側表面と接触する。カム８９の部分１３２と、開口１１４の上側表面との間の接触は、スプリング９２により発揮された下方の偏倚力に打ち勝ち、支持ブロック１００の上側部分１０１に向かってブロック９８を移動させる。ブロック９８が支持ブロック１００の上側部分１０１に向かって移動するとき、それは、クランプねじ９４を上方に引っ張る。次いで、クランプねじ９４がキーブランク３３を解放するため上側クランプ８４を引っ張る。

カム９０は、円形形状であるのが好ましい。しかし、カム９０は、シャフト１１０の回転軸１２３からの部分１３０及び１３２の距離が異なっている限り、楕円、長円又は他の任意の組み合わせ等、多数の異なる形状を呈することができるが、これらの例に限定されるものではない。なお、偏心部分１１の代わりに、シャフト１１０それ自体が、必要となる偏心を提供してもよい。例えば、ブロック９８の開口１１４内に配置されたシャフト１１０の部分は、必要な偏心を提供するため、シャフト１１０の回転軸１２３からオフセットされていてもよい。

支持ブロック１００の前部表面に取り付けられた２つの位置スイッチ１４０及び１４２（図３及び図１５）は、ＤＣモーター１１８の回転を開位置及び閉位置の間で制御する。シャフト１１０が閉位置に達したとき、それは、位置スイッチ１４０を作動させ、ＤＣモーター１１８を停止させる。同様に、シャフト１１０が開位置に達したとき、それは、位置スイッチ１４２を作動させ、ＤＣモーター１１８を停止させる。２つの位置スイッチ１４０及び１４２は、１８０度、互いに間隔を隔てられている。２つのスイッチ１４０及び１４２のうち一方を選択的に作動させるため、支持ブロック１００の前部表面から突出するシャフト１１０の前端部は、突起部１４４を備えている。突起部１４４は、各々が１８０度回転した後、２つの位置スイッチのつり一方と係合した状態にまで回転する。

上述されたように、クランプ機構８０の構成部品は、アンビル８２を除いて、ベース２３上に支持されていない。しかし、本発明は、アンビルを含む、あらゆる構成部品がキー切削装置２０の頂部から吊り下げられている代替のクランプ機構も考えられる。代替のクランプ機構の一実施形態では、中空部分を有するアンビルは、頂部フレーム２４から吊り下げられてもよく、上述した上側クランプ８４が、中空部分内に垂直に移動してもよい。アンビルを吊り下げることによって、キー切削装置２０は、ベース２３の必要性をなくし、切削チップが、吹きだまってキー切削装置２０の構成部品を汚す可能性を更に減少させる。

キーブランク３３を側面方向に位置決めするため、各々のキー切削ヘッド２８は、図５、６及び１７に示されたように、整列構造部即ちパドル１５０を備えている。各々のパドル１５０は、溝１５２を有するキー案内部１５１を備えている。キー案内部１５１の溝１５２は、それがキーブランク３３のブレード部３５の側部エッジと係合するように、凹部８６の底部と共面となるべく配置される。更には、ピン１５４は、パドル１５０を切削ヘッド２８に枢動可能に取り付け、スプリング１５６は、パドル１５０のキー案内部１５１を切削車輪２９の回転軸から離れるように偏倚させる。各々の切削ヘッド２８に取り付けられた調整ねじ１５７は、切削車輪２９の回転軸に対するキー案内部１５１の側面方向位置を正確に調整する。

従って、パドル１５０のキー案内部１５１の間の距離がキーブランク３３のブレード部３５の幅に一致するように、ステッパーモーター６０が切削ヘッド２８を側面方向に位置決めしたとき、溝１５２は、キーブランク３３と係合して、該キーブランクを正確な側面方向位置に案内する。更には、スプリング１２６は、正確な側面方向位置からのずれを自動的に修正する。なお、図５及び図６は、パドル１５０の構成の詳細事項を示すという目的だけのため、キー案内部１５１の溝１５２を、キーブランク３３の上方に示している。

パドル１５０のキー案内部１５１は、切削ヘッド２９の僅か後方に配置され、調整ねじ１５７により切削車輪２９のエッジの接線方向に整列されている。この整列位置から、キー案内部１５１は、切削車輪２９の後方で切削車輪２９の回転軸へと移動可能であり、切削車輪２９のエッジとは決して接触しない。切削車輪２８がキーブランク３３に向かって側面方向に移動するとき、キー案内部１５１は、切削車輪２９の回転軸に向かって後方に倒れ、スプリング１５６により発揮された偏倚力に打ち勝つ。このため、パドル１５０のキー案内部１５１は、ピン１５４の回りを枢動し、切削車輪２９のエッジの後方に切削車輪２９の回転軸に向かって移動する。その結果、切削車輪２９のエッジは、パドル１５０のキー案内部１５１の僅か前方でブレード部３５の側部エッジと接触してこれを切削する。他方、切削ヘッド２８がキーブランク３３から離れる側面方向に移動するとき、キー案内部１５１は、それが再び切削車輪２９のエッジと接線方向に整列するまで、スプリング１５６により発揮された偏倚力によりキーブランク３３に向かって切削車輪２９の回転軸から離れるように枢動する。

キーブランク３３を長さ方向に位置決めするため、キー切削装置２０は、図７、８及び１２に示された先端停止機構１７０を備えている。先端停止機構１７０は、ベース２３に支持されたブロック１７４に取り付けられたステッパーモーター１７２を備えている。ブロック１７４は、ベース２３に支持される代わりに、頂部フレーム２４から吊り下げられてもよい。ねじ切りリードねじ１７６は、ステッパーモーター１７２を通って延在し、その一端部は、先端停止部１７８に接続されている。先端停止部１７８の前端部は、キーブランク３３の先端３７（図１１）と係合するように形成されている。上で説明されたステッパーモーター４８及び６０と同様に、ステッパーモーター１７２は、ねじ切りリードねじ１７６を第１及び第２の方向に回転させ、先端停止部１７８を長さ方向にキーブランク３３へと移動させる。

先端停止機構１７０は、先端停止部１７８の長さ方向のホームポジションを指示するため、マイクロスイッチ１８０を更に備えている。ねじ切りリードねじ１７６の後方端部がマイクロスイッチ１８０を作動させるとき、キー切削装置２０は、先端停止部１７８がその長さ方向のホームポジションにあることを検出する。キー切削装置２０は、この長さ方向のホームポジションから、先端停止部１７８が正しい長さ方向位置にキーブランク３３を配置するため移動するのに必要となる長さ方向の移動量を決定する。勿論、長さ方向のホームポジションからの長さ方向の移動量は、キーブランク３３の型式に依存して変動する。

同様にして、ステッパーモーター６０は、切削ヘッド２８の側面方向ホームポジションを示すためマイクロスイッチ（図示せず）を有する。キー切削装置２０は、これらの側面方向のホームポジションから、正しい側面方向位置に各パドル１５０を配置してキーブランク３３のブレード部３５を所望の深さに切削するため移動するのに各々の切削ヘッド２８が必要とする側面方向の移動量を決定する。更には、ステッパーモーター４８は、切削ヘッド２８の長さ方向のホームポジションを指し示すためマイクロスイッチ（図示せず）を有している。この長さ方向のホームポジションから、キー切削装置２０は、切削ヘッド２８が、キーブランク３３のブレード部３５に所望の切削パターンを切削するため一斉に移動するのに必要となる、長さ方向の移動量を決定する。

キー切削装置２０は、米国特許番号５，６７６，５０４号で説明されたカセットの必要性を無くしてしまう。‘５０４号に記載されたカセットは、位置整列機能及びクランプ機能の両方を提供する。しかし、上述したように、パドル１５０及び先端停止機構１７０は、‘５０４号特許に記載されたカセットの位置整列機能を実行する。更には、クランプ機構８０は、‘５０４号特許に記載されたカセットのクランプ機能を実行する。このため、キー切削装置２０は、‘５０４号特許に記載されたカセットを必要としない。

キー切削装置２０は、マスターキー上の切削パターンを参照することなく、即ち、該パターンをトレースすることなく、キーブランク３３上で所望の切削パターンを切削する。というより、キー切削装置２０は、所望の切削パターンを画成する一連のコード番号に基づいてキーブランク３３を切削する。所望の切削パターンを画成する一連のコード番号に加えて、キー切削装置２０は、正しいキーブランクに対応する関連データ（例えば、ブレードの形状、長さ及び幅等）を必要とする。オペレータは、正しいキーブランクをマニュアルで決定し、正しいキーブランクに対応する独自の同定情報を制御パネル（図示せず）に入力してもよい。入力された独自の同定情報に基づいて、キー切削装置２０は、そのメモリ即ちデータベース（図示せず）から関連情報を引き出す。オペレータが正しいキーブランクをマニュアルで決定する代わりとして、キー切削装置２０は、正しいキーブランクを同定するため、現在係争中の米国特許出願番号０９／６２５，２７４号に記載されているシステム等のキー同定システムに接続されてもよい。現在係争中の米国特許出願番号０９／６２５，２７４号の全開示内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる。他の型式のキー同定システムも使用することができると考えられる。

以下、前述したキー切削装置２０の作用を、添付図面を参照して説明する。
オペレータがキー切削装置２０を作動オンにするか又はリセットしたとき、切削ヘッド２８は、それらの側面方向及び長さ方向のホームポジションに移動し、先端停止部１７８がその長さ方向のホームポジションに移動する。次に、キーブランク３３の型式及びその独自の同定情報が、オペレータによりマニュアルで、又は、上記した現在係争中の米国特許出願番号０９／６２５，２７４号に記載されたシステム等のキー同定システムのいずれかによって、決定される。入力された独自の同定情報に基づいて、キー切削装置２０は、そのメモリ又はデータベースからキーブランク３３についての関連情報（例えば、ブレードの形状、長さ及び幅等）を取り出す。独自の同定情報に加えて、所望の切削パターンを画成する一連のコード番号が、キー切削装置２０に入力される。なお、マスターキーの撮られた画像に厳密に一致する切削パターンを、切削パターンを画成するコードの代わりに入力してもよい。この時点では、ステッパーモーター１６０は、パドル１５０のキー案内部１５１が、キーブランク３３の幅に対応する距離だけ間隔を隔てられるように、側面方向に切削ヘッド２８を移動させる。しかし、切削ヘッド２８及び先端停止部１７８は、それらの夫々の長さ方向のホームポジションに留まっている。

切削されるべきキーブランク３３の型式に依存して、切削ヘッド２８の側面方向位置は、キー切削装置２０の垂直中心ライン１９０（図３）に関して対称に配置され、又はオフセットされて配置されてもよい。例えば、切削ヘッド２８の側面方向位置は、両側部形成型のキーブランクが切削されるべき場合には、垂直中心ライン１９０に関して対称的である。他方、切削ヘッド２８の側面方向位置は、単一側部形成型のキーブランクが切削されるべき場合には、垂直中心ライン１９０の左側又は右側にオフセットされている。単一側部形成キーブランクに対して、キー切削装置２０は、２つの切削ヘッド２８のいずれか１つを使用するようにプログラムされていてもよく、オペレータは、単一側部形成のキーブランクを正しい配置に挿入する必要がある。例えば、キー切削装置２０が、垂直中心ライン１９０の右側に切削ヘッド２８を使用するようにプログラムされている場合、オペレータは、切削されるべき側部エッジが右側に面するように、単一側部形成キーブランクを挿入する必要がある。オペレータが単一側部形成キーブランクを正しく挿入することを援助するためには、キー切削装置２０は、その制御パネルに指令を提供し、又は、そのフロントパネルに指令ラベルを付着させるようにしてもよい。

切削ヘッド２８をそれらの正しい側面方向位置に移動させた後、キー切削装置２０は、オペレータがキーブランク３３を挿入することを要求する。オペレータが、アンビル８２の凹部８６と上側クランプ８４の底部表面９５との間に形成された開口を通してキーブランク３３を挿入したとき、パドル１５０のキー案内部１５１の溝１５２は、キーブランク３３の側部エッジと係合し、キーブランク３３を、その正しい側面方向位置に案内する。パドル１５０のキー案内部１５１を切削車輪２９の回転軸から離れるように偏倚させるスプリング１５６は、オペレータにより導入された側面方向の不整列を自動的に修正する。

オペレータは、キーブランク３３の先端３７が先端停止部１７８の前端部と係合するとき、又は、キーブランク３３の肩部がアンビル８２の前表面と係合するとき、キーブランク３３を挿入する工程を停止させる。次に、オペレータは、キー切削プロセスを開始させる。この時点では、キーブランク３３は、その正しい側面方向位置にあるが、先端停止部１７８がその長さ方向ホームポジションにあるのでその正しい長さ方向位置にはあり得ない。しかし、オペレータがキー切削プロセスを開始させたとき、ステッパーモーター１７２は、先端停止部１７８をその正しい長さ方向位置に移動させる。その移動工程の間に、先端停止部１７８は、キーブランク３３の先端３７と係合して、キーブランク３３をその正しい長さ方向位置に移動させる。

ステッパーモーター１７２がその正しい長さ方向位置に先端停止部１７８を移動させた後、ＤＣモーター１１８は、その開位置からその閉位置までシャフト１１０を回転させ、これによって、スプリング９２が上側クランプ８４をキーブランク３３の方に押し下げることを可能にする。スプリング９２の偏倚力及びそれ自身の重量の下で、上側クランプ８４は、凹部８６の底部及びアンビル８２の細長い部分８３によりその反対側に支持されている、キーブランク３３上に押し下げられる。先端停止部１７８は、キー切削装置２０によって切削されるべきキーブランクより小さい厚さを持っているのが好ましい。このため、細長い部分８３及び８５は、キーブランクの最も薄いところをクランプしたときでさえ、先端停止部１７８をクランプしないことになる。

キーブランク３３をその正しい側面方向位置及び長さ方向位置でクランプした後、キー切削装置２０は、入力された一連のコード番号に従ってキーブランク３３上に所望の切削パターンを切削するため切削ヘッド２８を側面方向及び長さ方向に移動させる。なお、切削ヘッド２８は、マスターキーの、デジタル画像又はビデオ画像等の撮像画像に基づいて切削パターンを切削してもよい。換言すれば、切削ヘッド２８は、マスターキーの撮像画像に厳密に対応する切削パターン、又は、マスターキーの撮像画像に基づく元の詳細事項に対応する切削パターンのいずれかを切削することができる。後者の場合には、キー切削装置２０は、たとえマスターキーが繰り返しの使用のため磨耗していたとしても、元の詳細事項に対応する切削パターンを再生産することができる。切削ヘッド２８が長さ方向に一斉に移動する間、それらは側面方向に独立に移動する。従って、キー切削プロセスの間、キー切削装置２０は、両側部形成キーブランク３３が挿入された場合、側面方向に両方の切削ヘッド２８を移動させる。しかし、キー切削装置２０は、単一側部形成のキーブランク３３が挿入された場合には、キー切削プロセスの間切削ヘッド２８の１つだけを側面方向に移動させる。他方、他の切削ヘッド２８は、キー切削プロセスの間に側面方向に動くことはない。キー切削プロセスが開始する前に、キー切削装置２０は、単一側部形成のキーブランク３３から離れる方に他方の切削ヘッド２８を回収する。

所望の切削パターンを切削した後、ＤＣモーター１１８は、その閉位置からその開位置までシャフト１１０を回転させる。次に、上側クランプ８４は、オペレータキー切削装置２０からキーブランク３３を取り外すことを可能にするため、上方に移動する。

本発明によれば、キー切削装置の別の実施形態が図２１〜図２３に示されている。クランプ機構８０と、頂部フレーム２４及び側部フレーム２６を備えるハウジングとが、内部の詳細事項を示すという目的のため、図２１では省略されている。同様に、クランプ機構８０の一部分、側部フレーム２６、及び、サスペンションブラケット４０の頂部４２が、図２２及び図２３で省略されている。キー切削装置２２０の多くの態様は、図１乃至図２０で示されたキー切削装置２０と同一である。しかし、直線運動で側面方向に移動する、キー切削装置２０の各々の切削ヘッド２８とは異なり、キー切削総理２２０の各切削ヘッド２８は、参照番号２２２により指定された枢動運動で側面方向に移動する。

各切削ヘッド２８を枢動運動で横方クに移動させるために、各切削ヘッド２０は、枢動アーム２２４を備えている。各枢動アーム２２４は、スリーブベアリング２２８を介して、対応する対のベアリング支持部２３８に枢動可能に取り付けられている、枢動ロッド２２６を備えている。各枢動アーム２２４は、開口２３０を通りサスペンションブラケット４０の頂部４２を通って延在する。各枢動アーム２２４は、従って、対応する対のベアリング支持部２３８から枢動可能に吊り下げられている。ベアリング支持部２３８は、サスペンションブラケット４０の頂部４２に接続されている。従って、両方の切削ヘッド２８は、それらの対応する枢動アーム２２４を備えており、サスペンションブラケット４０が長さ方向にガイドレイル３４に沿って移動するとき、一斉に長さ方向に移動する。しかし、各切削ヘッド２８は、枢動運動で側面方向に独立に移動する。

各切削ヘッド２８は、押しブロック２３２と、押しロッド２３４とを備えている。各々の押しロッド２３４は、ステッパーモーター６０のねじ切りシャフト６２に接続され、対応する切削ヘッド２８の底部から延在する対応する押しブロック２３２に当接する。各々の切削ヘッド２８は、対応する押しブロック２３２に一方の端部で接続され、且つ、サスペンションブラケット４０の対応する側部４４に他方の端部で接続されているスプリング２３６（図２３）を更に備えている。各々のスプリング２３６は、対応する押しブロック２３２を、サスペンションブラケット４０の対応する側部４４に偏倚させる。換言すれば、各スプリング２３６は、対応する押しブロック２３２を、クランプ機構８０から離れる方に偏倚させる。各押しロッド２３４がクランプ機構８０から離れるように直線的に移動するとき、対応するスプリング２３６は、対応する押しブロック２３２を引っ張り、対応する枢動アーム２２４をクランプ機構８０から離れるように枢動させる。従って、押しロッド２３４がクランプ機構８０から離れるように直線的に移動するとき、各々の切削ヘッド２８はクランプ機構８０から離れるように枢動する。逆に、各押しロッド２３４がクランプ機構８０に向かって直線的に移動するとき、対応する押しロッド２３４は対応する押しブロック２３３を押し、対応するスプリング２３６により発揮された偏倚力に打ち勝つ。従って、対応する枢動アーム２２４及び対応する切削ヘッド２８は、各押しロッド２３４がクランプ機構８０に向かって直線的に移動するとき、クランプ機構８０に向かって枢動する。

押しロッド２３４がスプリング２３６により偏倚された押しブロック２３２に対して当接する、この構成は、「バックラッシュ防止」の特徴を提供する。押しロッド２３４は、スプリング２３６により発揮された偏倚力に対抗して押しブロック２３２上を押すので、押しロッド２３４及び押しブロック２３２は、常に、互いに接触している。換言すれば、たとえ押しロッド２３４と押しブロック２３２との間の接触表面が摩滅していたり凹んでいたりしていたとしても、押しロッド２３４と押しブロック２３２との間に隙間が生じない。従って、切削ヘッド２８の側面方向運動は、摩滅され又は凹まされた接触表面によっては影響を受けない。この「バックラッシュ防止」の特徴が無ければ、摩滅され又は凹まされた係合表面の間に生じた隙間は、切削ヘッド２８の側面方向移動の正確さを低下させる。

枢動運動における各切削ヘッド２８の側面方向運動とは別に、キー切削装置２２０の作用は、キー切削装置２０のそれと同一である。
本発明の範囲又は精神から逸脱することなく本発明の装置において様々な変形及び修正をなすことができることは当業者には明らかであろう。本発明の他の実施形態は、本明細書で開示された本発明の詳細事項及びプラクティスを考慮することによって当業者に明らかとなろう。

図１は、本発明の一実施形態に係るキー切削装置の前面図である。 図２は、図１のキー切削装置の側面図である。 図３は、垂直中心線を示している、図１に示されるキー切削装置の前面図である。 図４は、クランプ機構及び先端係止機構を示す、図３のラインＢ−Ｂに沿って取られたキー切削装置の断面図である。 図５は、切削ヘッドに枢動可能に取り付けられた整列用パドルを示す、本発明に係るキー切削装置の部分斜視図である。 図６は、図５の円Ａで取り囲まれたキー切削装置の一部分の拡大斜視図である。 図７は、先端係止機構を示す、本発明に係るキー切削装置の上面図である。 図８は、先端係止機構を示す、本発明に係るキー切削装置の側面図である。 図９は、クランプの閉位置を示す、クランプ機構の部分前面図である。 図１０は、クランプの開位置を示す、クランプ機構の部分前面図である。 図１１は、キー及びアンビルの斜視図である。 図１２は、図１３のラインＡ−Ａに沿って取られたキー切削装置の断面図である。 図１３は、本発明に係る、キー切削装置の後面図である。 図１４は、側面移動のためのステッパーモーターのねじ切りシャフトを示す、本発明に係るキー切削装置の前面図である。 図１５は、本発明に係る、キー切削装置の斜視図である。 図１６は、頂部フレームが図１５から取り外された、本発明に係るキー切削装置の部分斜視図である。 図１７は、リニアベアリング、及び、サスペンションブラケットの頂部を示す、本発明に係るキー切削装置の部分斜視図である。 図１８は、上側クランプ及びアンビルを示す、本発明に係るキー切削装置の部分斜視図である。 図１９は、シャフト及びカムを示す、クランプ機構の頂部の部分斜視図である。 図２０は、スプリングにより偏倚されたブロックを示す、クランプ機構の頂部の部分斜視図である。 図２１は、本発明の別の実施形態に係るキー切削装置の別の実施形態の部分斜視図である。 図２２は、枢動アームを示す、図２１のキー切削装置の部分前面図である。 図２３は、プッシュブロック及びスプリングを示す、図２１のキー切削装置の部分底面図である。

Claims (23)

1. キーブランク上の切削パターンを切削するためのキー切削装置であって、
   長さ方向に挿入されたキーブランクを受け入れるように形成された前端部と、
   頂部フレームとベースを備えるハウジングと、
   前記ハウジングの前記ベースに支持されることなく、前記ハウジングの前記頂部フレームの下方に吊り下げられた一対の切削ヘッドとを備えており、
   前記一対の切削ヘッドは、前記キーブランクの挿入方向に対して平行な長さ方向に、前記頂部フレームと前記ベースに対して一斉に移動可能であり、
   前記切削ヘッドの各々は、倣い具を用いることなく前記長さ方向に対して垂直な方向である側面方向にのみ各切削ヘッドを移動させるため、該切削ヘッドに接続される装置と、前記キーブランク上に前記切削パターンを切削するため回転可能である切削車輪とを備えており、
   各々の切削ヘッドは、対応する切削車輪の後方に取り付けられた整列構造部を更に含み、
   各々の整列構造部は、前記キーブランクと係合してこれを側面方向に位置決めするため、前記対応する切削車輪のエッジの接線方向に整列されたキー案内部を有する、キー切削装置。
2. 各々の切削ヘッドは、対応する切削車輪の回転軸から離れるように前記整列構造部の前記キー案内部を偏倚させるスプリングを更に含んでいる、請求項１に記載のキー切削装置。
3. 各々の整列構造部のキー案内部は、対応する切削車輪の回転軸に向かって枢動可能である、請求項２に記載のキー切削装置。
4. 前記切削ヘッドの間に配置され、且つ、前記キーブランクを静止状態に保持するように構成された、クランプ機構を更に含んでいる、請求項１に記載のキー切削装置。
5. 前記クランプ機構は静止しており、前記切削ヘッドは、前記クランプ機構に対して移動可能である、請求項４に記載のキー切削装置。
6. 前記クランプ機構の後方に配置され且つ前記キーブランクと係合して長さ方向に位置決めするように構成された先端停止機構を更に備えている、請求項４に記載のキー切削装置。
7. 各々の切削ヘッドは、側面方向に直線運動で移動可能である、請求項１に記載のキー切削装置。
8. 各々の切削ヘッドは、側面方向に枢動運動で移動可能である、請求項１に記載のキー切削装置。
9. 前記ハウジングの前記頂部フレームから吊り下げられ且つ長さ方向に延在している一対のガイドレイルと、各々のガイドレイルに摺動可能に取り付けられた一対のベアリング支持部と、該ベアリング支持部に接続されたキャリッジと、を更に備えている、請求項１に記載のキー切削装置。
10. 前記切削ヘッドは、前記キャリッジの下方に吊り下げられ、該キャリッジが長さ方向に摺動するとき、長さ方向に一斉に移動可能である、請求項９に記載のキー切削装置。
11. 前記キャリッジは、側面方向に延在している一対の溝を備え、各々の切削ヘッドは、各切削ヘッドが直線運動で側面方向に移動可能であるように、対応する溝と摺動可能に係合される突起部を更に備えている、請求項１０に記載のキー切削装置。
12. 各切削ヘッドは、各切削ヘッドが枢動運動で側面方向に移動可能であるように、対応する対のベアリング支持部から枢動可能に吊り下げられたアームを更に備えている、請求項１０に記載のキー切削装置。
13. 各切削ヘッドは、押しブロックと、該押しブロックを他方の切削ヘッドから離れる方に偏倚するスプリングと、を更に備えている、請求項１２に記載のキー切削装置。
14. キーブランク上の切削パターンを切削するためのキー切削装置であって、
    長さ方向に挿入されたキーブランクを受け入れるように形成された前端部と、
    頂部フレームとベースを備えるハウジングと、
    前記ハウジングの前記ベースに支持されることなく、前記ハウジングの前記頂部フレームの下方に吊り下げられた一対の切削ヘッドとを備えており、
    前記一対の切削ヘッドは、前記キーブランクの挿入方向に対して平行な長さ方向に、前記頂部フレームと前記ベースに対して一斉に移動可能であり、
    前記切削ヘッドの各々は、倣い具を用いることなく前記長さ方向に対して垂直な方向である側面方向にのみ各切削ヘッドを移動させるため、該切削ヘッドに接続される装置と、前記キーブランク上に前記切削パターンを切削するため回転可能である切削車輪とを備えており、前記キ―切削装置は、
    前記切削ヘッドの間に配置され且つ前記キーブランクを静止状態で保持するように構成されたクランプ機構を更に備えており、該クランプ機構は、下側クランプと、前記ハウジングの頂部フレームから吊り下げられ且つ前記下側クランプに対して垂直に移動可能である上側クランプと、を備えている、キー切削装置。
15. 前記下側クランプは、前記ハウジングのベース上で支持されている、請求項１４に記載のキー切削装置。
16. 前記下側クランプは、前記キーブランクの胴部を支持するように構成された凹部と、該キーブランクのブレード部を支持するように構成された、細長い部分と、を備えている、請求項１５に記載のキー切削装置。
17. 前記上側クランプは、前記キーブランクの胴部を押すように構成された底部表面と、該キーブランクの前記ブレード部を押すように構成された、細長い部分と、を備えている、請求項１６に記載のキー切削装置。
18. 前記クランプ機構は、前記ハウジングの頂部フレームの上方に配置されたブロックと、該ハウジングの該頂部フレームを通って延在し且つ該ブロック及び前記上側クランプに接続されたクランプねじと、を更に備えている、請求項１４に記載のキー切削装置。
19. 前記ブロックは、前記ハウジングの頂部フレームから離れている開位置と、該ハウジングの頂部フレームに近接している閉位置との間で垂直に移動可能である、請求項１８に記載のキー切削装置。
20. 前記クランプ機構は、前記閉位置に向かって前記ブロックを偏倚させる一対のスプリングを更に備えている、請求項１９に記載のキー切削装置。
21. 前記ブロックは、該ブロックを通って延びている孔を備え、前記クランプ機構は、シャフトと、該ブロックを開位置及び閉位置の間で移動させるため該ブロックの孔に前記シャフトに偏心して取り付けられたカムと、を備えている、請求項２０に記載のキー切削装置。
22. 前記ブロックは、前記シャフトの１８０度の回転毎に、前記開位置及び閉位置の間で移動可能である、請求項２１に記載のキー切削装置。
23. 前記クランプ機構は、１８０度、互いに隔てられた一対の位置スイッチを更に備え、前記シャフトは、前記シャフトの１８０度の回転毎に該位置スイッチと係合可能な突起部を備えている、請求項２２に記載のキー切削装置。

Images